克卜勒望遠鏡觀測昴宿星團恆星自轉現象

2020-11-23 騰訊網

對一個普通的恆星來說，當進入成年期時，由於會發射出大量的帶電粒子（也就是星際風），它會失去一些動力

騰訊太空訊 據國外媒體報導，昴宿星團中的恆星不停旋轉，好似太空中的芭蕾舞者。不過，這些天堂舞者全都以不同的速率旋轉。天文學家們一直以來對究竟是什麼因素決定了這些恆星的自轉速率充滿了好奇。通過NASA克卜勒太空望遠鏡在K2任務中對這些舞者的觀測，已經成功收集了這個星團中一些恆星自轉速率。這些信息有助於天文學家們進一步了解這些恆星周圍的行星是在何處形成、如何形成的，還有這類恆星是如何進化的。

紅外處理和分析中心的科學家Luisa Rebull表示，我們希望能夠通過將研究結果與其他星團進行比較，從而更了解恆星的質量，年齡，甚至是其所屬星系歷史之間的相互關係。昴宿星團是距離我們最近的星團之一，並且很容易被觀測到，距離地球只有445光年。星團中的恆星大約只有1.25億歲，剛剛達到星球的「青年時期」。在這個階段，恆星的自轉速度很可能達到最高。

對一個普通的恆星來說，當進入成年期時，由於會發射出大量的帶電粒子（也就是星際風），它會失去一些動力。帶電粒子沿著恆星的磁場順流而下，很大程度上影響了恆星的自轉速率。Rebull及其同事希望能通過克卜勒望遠鏡進一步研究星球旋轉的動力學。鑑於它在天空中的觀測視角，在72天內克卜勒觀測到昴宿星團中的大約1000個恆星，共測量出超過750個恆星的自轉速率，包括質量最低、最小、最昏暗的500顆恆星，這些星球的自轉情況無法通過地面的設備觀測到。

克卜勒通過測算恆星亮度的變化來推斷它們的旋轉速率。這些變換是由於「恆星黑子」而造成的，類似太陽黑子，當磁場聚集妨礙了恆星表面正常的能量釋放時就會形成恆星黑子。受影響的區域變得比周邊區域更冷，並顯得更暗。當恆星在自轉時，它們的黑子在克卜勒的觀測視角中進進出出，使其能夠測算它們的旋轉速率。昴宿星團中的恆星黑子也可能會非常巨大，因為年輕的恆星與更大的擾動和磁場活動有關。這些恆星黑子會引起更大的亮度減弱，更容易測算出它們的旋轉速率。

在對昴宿星團的觀測中，觀測數據表明了一種模式：質量更大的恆星自轉速度更慢，質量更小的則反之。大而緩慢的恆星自轉周期大約從1天至11天不等，而速度更快的恆星不出一天就能完成一次自轉。緩慢的恆星有比太陽更大，更熱，質量更大的，也有更小，更冷，質量更小的。而速度更快的恆星，質量最小的是太陽的十分之一。

造成不同速率的主要原因是這些恆星的內部結構。大質量恆星的巨大的內核被一層薄薄的星際物質包裹著，進行著對流；而小質量恆星幾乎全都是對流性的區域。隨著恆星逐漸成熟，磁場活動更容易減緩大恆星稀薄的最外層的旋轉速率。

由於昴宿星團距離地球很近，研究者們認為可以由此解決恆星自轉速率與其他恆星特徵之間的複雜關係。這些恆星特徵可以影響一個恆星擁有的系外行星的氣候和適居性。例如，當旋轉速度減緩，恆星黑子的更新換代速率也會減緩，與恆星黑子有關的太陽風暴也同樣會減緩。更少的太陽風暴意味著更少的有害輻射進入太空，更不可能對附近的行星及其可能產生的生物圈造成危害。（羅輯/編譯）

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